CN103441185A - 一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏应用技术领域，具体公开在朝东或朝西向斜坡上安装光伏阵列的方法，其具体步骤是：（1）设定斜坡斜面为A，确定斜坡角度α，（2）确定光伏阵列在该地区的安装最佳倾角θ，确定光伏阵列安装方位角ζ，设定光伏阵列斜面B，并与斜坡斜面A相交于直线c；（3）将光伏阵列沿平行于直线c的方向排布，斜坡斜面A与光伏阵列斜面B的相交线直线c和斜坡底边直线d的夹角为β，光伏阵列斜面B与斜坡斜面A的夹角为θ’。采取本发明所述的方法，可实现采用长度规格分别一致的前支架和后支架进行在朝东或西向的斜坡上南北向安装光伏阵列，便于支架系统的制作加工同时可节省材料，还使光伏阵列的安装更易于实现，提高施工精度、效率和质量，减少光伏阵列前后排之间阴影遮挡造成的影响，从而提高电站中土地利用率及发电量。

Description

一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法及装置

技术领域

本发明属于光伏应用技术领域，具体公开一种在朝东或朝西向斜坡上安装光伏阵列的方法及装置。

背景技术

光伏阵列的主要功能就是将光伏组件接受到的太阳辐射转换成直流电能，所以，考虑光伏阵列布局的最主要目的是确保光伏阵列的光伏组件能够尽可能多、尽可能可靠的接受到太阳辐射。对于固定安装的光伏阵列，为了使得光伏阵列能够尽可能多的接受太阳辐射，在北半球，通常选择光伏阵列朝向正南方安装，在南半球则朝向正北方安装。

在东西向的斜坡上安装光伏阵列，由于朝向正南方或正北方，按照常规的设计方法，光伏阵列将沿东西走向排布。为了配合安装地点东西向斜坡的地形特点，东西走向排布安装光伏阵列必然需要长度规格不一致的光伏阵列支架，即使是安装同一块光伏组件的两个前支架和后支架长度都分别不一致，这不但不利于光伏阵列支架的制作和加工，还容易造成制作支架材料的浪费，无疑是不利于光伏阵列的安装成本的控制。另外，因为光伏阵列支架规格的不统一，容易在施工过程中出现安装错误支架等问题，造成单一个光伏阵列或光伏阵列与光伏阵列之间安装倾角不一致等缺陷，不利于施工精度和质量的提高，导致施工的速度也会大大降低。

发明内容

本发明的目的是克服现有光伏阵列安装方法的局限，提供一种在东西向斜坡上安装光伏阵列，特别是南北向安装光伏阵列的方法，该方法可实现采用长度规格分别一致的光伏阵列前支架和后支架进行在东西向斜坡上光伏阵列的安装，除了方便光伏阵列支架的制作加工和节省材料外，还使光伏阵列的安装更易于实现，也有利于降低由于常规设计方法中采用长短不一的前支架和后支架而容易导致光伏阵列不齐的缺陷，提高了施工的精度和施工质量。

为了实现上述目的，本发明是按以下设计方案实现的：

本发明所述的一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法，其具体步骤是：

（1）设定安装光伏阵列组件的东西向斜坡斜面为A，确定该斜坡斜面的斜坡角度α，所述斜坡角度α为斜坡斜面与水平地面的夹角；

（2）根据所述东西向斜坡地理位置、太阳辐照条件、系统负载因素：

确定光伏阵列安装的最佳倾角θ，所述光伏阵列安装最佳倾角θ为光伏阵列组件所在平面与水平地面的夹角；

确定光伏阵列安装方位角ζ，所述光伏阵列安装方位角ζ为光伏阵列垂直面与正南方向的夹角，在北半球，光伏阵列最佳朝向为正南，在南半球则为正北；

设定安装光伏阵列所在的光伏阵列斜面B，并与斜坡斜面A相交于直线c；

（3）将所述光伏阵列沿平行于直线c的方向排布，其中，斜坡斜面A与光伏阵列斜面B的相交线直线c和斜坡底边直线d的夹角为β，光伏阵列斜面B与斜坡斜面A的夹角为θ’：

所述夹角β与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角

β＝arctan(tanθ/sinα)；

所述夹角θ’与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角 ${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arctan (\sqrt{{\sin }^2\mathrm{\θ}+{\tan }^2\mathrm{\α}}/\cos \mathrm{\θ}).$

在本发明中，所述光伏阵列组件为晶体硅光伏组件或多元化合物薄膜光伏组件或有机化合物光伏组件或染料敏化光伏组件，所述晶体硅光伏组件包括：单晶硅光伏组件或多晶硅光伏组件或类单晶光伏组件或非晶硅薄膜光伏组件或微晶硅薄膜光伏组件或硅异质结HIT光伏组件。

本发明还公开了一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的安装装置，包括用于在东西向斜坡上安装光伏阵列组件中各光伏阵列的安装支架，所述安装支架包括用于支撑光伏阵列前部位置的前支架和用于支撑光伏阵列后部位置的后支架，其中：所有前支架的长度和规格一致，所有后支架的长度和规格一致，且所述前支架和后支架具体长度和长度比例根据具体的光伏阵列组件规格、光伏阵列安装地点所在的东西向斜坡角度α、光伏阵列安装倾角θ、光伏阵列安装方位角ζ和光伏阵列具体安装方法确定。

作为上述技术的进一步改进，所述安装支架材料为热镀锌型材或为铝合金型材或为塑料支架。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）本发明所述的在朝东或朝西向斜坡上安装光伏阵列的方法能尽可能多的接受太阳辐射，太阳能利用率高；

（2）本发明所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法，采用长度规格分别一致的光伏阵列前支架和后支架进行在东西向斜坡上光伏阵列的安装，除了方便光伏阵列支架的制作加工和节省材料外，还使光伏阵列的安装更易于实现，也有利于降低由于常规设计方法中采用长短不一的前支架和后支架而容易导致光伏阵列不齐的缺陷，提高了施工的精度和施工质量，确保了施工速度。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：

图1为本发明所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的安装结构示意图（单个光伏组件）；

图2为本发明所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的安装结构示意图一（光伏阵列组件）；

图3为本发明所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的安装结构示意图二（光伏阵列组件）；

图4为上述图2的侧视图（部分）。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法，其具体步骤是：

（1）设定安装光伏阵列组件1的东西向斜坡斜面为A，确定该斜坡斜面的斜坡角度α，所述斜坡角度α为斜坡斜面与水平地面的夹角；

（2）根据所述东西向斜坡地理位置、太阳辐照条件、系统负载因素：

确定光伏阵列安装的最佳倾角θ，所述光伏阵列安装最佳倾角θ为光伏阵列组件所在平面与水平地面的夹角；

确定光伏阵列安装方位角ζ，所述光伏阵列安装方位角ζ为光伏阵列垂直面与正南方向的夹角，在北半球，光伏阵列最佳朝向为正南，在南半球则为正北；

设定安装光伏阵列所在的光伏阵列斜面B，并与斜坡斜面A相交于直线c；

（3）将所述光伏阵列沿平行于直线c的方向排布，其中，斜坡斜面A与光伏阵列斜面B的相交线直线c和斜坡底边直线d的夹角为β，光伏阵列斜面B与斜坡斜面A的夹角为θ’：

所述夹角β与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角β＝arctan(tanθ/sinα)；

所述夹角θ’与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角 ${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arctan (\sqrt{{\sin }^2\mathrm{\θ}+{\tan }^2\mathrm{\α}}/\cos \mathrm{\θ}).$

本实施例中：如图1～图4所示，所述斜坡角度α=20°、光伏阵列安装最佳倾角θ=15°、光伏阵列安装方位角ζ=0o（朝正南方向）、斜坡斜面A与光伏阵列斜面B的相交线直线c和斜坡底直线d的夹角β≈38.08°、光伏阵列斜面与斜坡斜面的夹角θ’≈24.81°。

如图2、图3、图4所示，光伏阵列组件1沿着与斜坡底呈38.08°的方向排布，采用规格一致的光伏阵列安装支架2进行安装，使光伏阵列与斜坡斜面的夹角θ’为24.81°，而同时实现了光伏阵列整体满足了安装倾角θ为15°，并朝正南方向的最佳设置，即光伏阵列安装方位角ζ=0°（朝正南方向）。

在本发明中，所述光伏阵列组件1为晶体硅光伏组件或多元化合物薄膜光伏组件或有机化合物光伏组件或染料敏化光伏组件，所述晶体硅光伏组件包括：单晶硅光伏组件或多晶硅光伏组件或类单晶光伏组件或非晶硅薄膜光伏组件或微晶硅薄膜光伏组件或硅异质结HIT光伏组件。

本发明还公开了一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的安装装置，包括用于在东西向斜坡上安装光伏阵列组件1中各光伏阵列的安装支架2，所述安装支架2包括用于支撑光伏阵列前部位置的前支架21和用于支撑光伏阵列后部位置的后支架22，其中：所有前支架21的长度和规格一致，所有后支架22的长度和规格一致，且所述前支架21和后支架22具体长度和长度比例根据具体的光伏阵列组件规格、光伏阵列安装地点所在的东西向斜坡角度α、光伏阵列安装倾角θ、光伏阵列安装方位角ζ和光伏阵列具体安装方法确定，且所述安装支架2的材料为热镀锌型材或为铝合金型材或为塑料支架。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (4)

1.一种在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法，其具体步骤是：

（1）设定安装光伏阵列组件的东西向斜坡斜面为A，确定该斜坡斜面的斜坡角度α，所述斜坡角度α为斜坡斜面与水平地面的夹角；

（2）根据所述东西向斜坡地理位置、太阳辐照条件、系统负载因素：

确定光伏阵列安装的最佳倾角θ，所述光伏阵列安装最佳倾角θ为光伏阵列组件所在平面与水平地面的夹角；

确定光伏阵列安装方位角ζ，所述光伏阵列安装方位角ζ为光伏阵列垂直面与正南方向的夹角，在北半球，光伏阵列最佳朝向为正南，在南半球则为正北；

设定安装光伏阵列所在的光伏阵列斜面B，并与斜坡斜面A相交于直线c；

（3）将所述光伏阵列沿平行于直线c的方向排布，其中，斜坡斜面A与光伏阵列斜面B的相交线直线c和斜坡底边直线d的夹角为β，光伏阵列斜面B与斜坡斜面A的夹角为θ’：

所述夹角β与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角

β＝arctan(tanθ/sinα)；

所述夹角θ’与夹角θ及夹角α之间满足如下公式：即夹角 ${\mathrm{\θ}}^{\′}=\arctan (\sqrt{{\sin }^2\mathrm{\θ}+{\tan }^2\mathrm{\α}}/\cos \mathrm{\θ}).$

2.根据权利要求1所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的方法，其特征在于：所述光伏阵列组件为晶体硅光伏组件或多元化合物薄膜光伏组件或有机化合物光伏组件或染料敏化光伏组件，所述晶体硅光伏组件包括：单晶硅光伏组件或多晶硅光伏组件或类单晶光伏组件或非晶硅薄膜光伏组件或微晶硅薄膜光伏组件或硅异质结HIT光伏组件。

3.根据权利要求1所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的装置，其特征在于：包括用于在东西向斜坡上安装光伏阵列组件中各光伏阵列的安装支架，所述安装支架包括用于支撑光伏阵列前部位置的前支架和用于支撑光伏阵列后部位置的后支架，其中：所有前支架的长度和规格一致，所有后支架的长度和规格一致，且所述前支架和后支架具体长度和长度比例根据具体的光伏阵列组件规格、光伏阵列安装地点所在的东西向斜坡角度α、光伏阵列安装倾角θ、光伏阵列安装方位角ζ和光伏阵列具体安装方法确定。

4.根据权利要求2所述的在东西向斜坡上安装光伏阵列的装置，其特征在于：所述安装支架材料为热镀锌型材或为铝合金型材或为塑料支架。

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